Живые ткани обитателя моря срастили с механическими деталями
Ученые из Case Western Reserve University объединили ткани от морского слизня с напечатанными на 3D-принтере гибкими компонентами для создания "биогибридных" роботов, которые ползают, как морские черепахи, по пляжу и подобным поверхностям. Об этом сообщает пресс-релиз университета на Phys.org.
Мышцы губ морского слизня обеспечивают движение, которое в настоящее время контролируется с помощью внешнего электрического поля. Тем не менее будущая организация работы данных устройств будет включать в себя использование ганглиев, пучков нейронов и нервов, которые обычно проводят сигналы к мышце как органический контроллер.
В будущем биогибридные роботы могут быть использованы для выполнения таких задач, как локализация источников токсичных утечек в водоемы. Или они могут подолгу искать на дне океана черные ящики самолетов, попавших в авиакатастрофу, так как будут меньше подвержены разрушительному воздействию внешней среды.
"Мы строим живую машину, а биогибридный робот еще недостаточно органичен", – заявила аспирант Виктория Вебстер, которая проводит исследования.
Производство исходных материалов из морского слизняка и создание робота длиной около 2-х дюймов будет обсуждаться на этой неделе в шотландском Эдинбурге в ходе конференции Living Machines.
"Комбинируя материалы морского слизняка с трехмерными напечатанными частями, мы создаем робота, который сможет решать задачи, недоступные животным или чисто механическим роботам", – сказал профессор инженерии Роджер Куинн.
Исследователи выбрали морского слизняка, потому что он выдерживает значительные перепады температуры, солености воды и способен жить как на глубине, так и на мелководье. По сравнению с млекопитающими и птицами, которые требуют строго контролируемых условий существования, слизняк является гораздо более адаптивным.
Исследователи первоначально пытались использовать разные мышечные клетки, но затем остановились на I2 мышцах области рта или щечной массы.
Для того чтобы контролировать движение, ученые обратились к собственным ганглиям животного. Они могут использовать химические или электрические стимулы, чтобы побудить мышцы сокращаться.
"Задействовав ганглии, мышца способна к гораздо более сложным движениям по сравнению с использованием искусственного контроля, и она способна к обучению и запоминанию", – заявила Вебстер.
С целью создания полностью органического робота лаборатория Akkus работает с коллагеном из кожи слизняка. Используются электрические токи для сращивания компактных коллагеновых нитей с целью создания легкого и гибкого, но прочного скелета.
Если полностью органические роботы докажут свою работоспособность, исследователи говорят о том, чтобы в порядке эксперимента выпустить рой роботов в море или пруд. Предполагается, что они будут недорогими и не станут загрязнять экологию тяжелыми металлами и химическими продуктами распада батареи, но могут быть съедены хищниками или разложиться.
